【恋上数据结构与算法一】(四)栈

栈(Stack)

◼ 栈是一种特殊的线性表，只能在一端进行操作
往栈中添加元素的操作，一般叫做 push，入栈
从栈中移除元素的操作，一般叫做 pop，出栈(只能移除栈顶元素，也叫做:弹出栈顶元素)
后进先出的原则，Last In First Out，LIFO

◼ 注意:这里说的“栈”与内存中的“栈空间”是两个不同的概念

栈的接口设计

◼int size(); // 元素的数量
◼boolean isEmpty(); // 是否为空
◼void push(E element);// 入栈
◼Epop(); //出栈
◼E top(); // 获取栈顶元素
◼void clear();// 清空

◼ 栈的内部实现是否可以直接利用以前学过的数据结构？
动态数组、链表

栈的应用 – 浏览器的前进和后退

◼输入 jd.com
◼输入 qq.com
◼输入 baidu.com
◼后退
◼后退
◼前进
◼输入 taobao.com

◼ 类似的应用场景
软件的撤销(Undo)、恢复(Redo)功能

练习 - 有效的括号

◼ https://leetcode-cn.com/problems/valid-parentheses/solution/

1. 遇见左字符，将左字符入栈
2. 遇见右字符
   如果栈是空的，说明括号无效
   如果栈不为空，将栈顶字符出栈，与右字符之匹配
   ✓ 如果左右字符不匹配，说明括号无效
   ✓ 如果左右字符匹配，继续扫描下一个字符
3. 所有字符扫描完毕后
   ✓ 栈为空，说明括号有效
   ✓ 栈不为空，说明括号无效

package 栈;

import java.util.HashMap;
import java.util.Stack;

public class L_20_有效的括号 {
    
    // 方法三
    private static HashMap map = new HashMap<>();
    static {
        // key - value
        map.put('(', ')');
        map.put('{', '}');
        map.put('[', ']');
    }
    
    public boolean isValid3(String s) {
        
        Stack stack = new Stack<>();
        
        int len = s.length();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (map.containsKey(c)) { // 左括号
                stack.push(c);  // 遇见左字符，将左字符入栈
            } else { // 右括号
                if (stack.isEmpty()) return false; // 如果栈是空的，说明括号无效
                // 如果栈不为空，将栈顶字符出栈，与右字符之匹配
                if (c != map.get(stack.pop())) return false;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }
    
    // 方法二
    public boolean isValid2(String s) {
        Stack stack = new Stack<>();
        
        int len = s.length();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            char c = s.charAt(i);
            if (c == '(' || c == '{' || c == '[') { // 左括号
                stack.push(c);
            } else { // 右括号
                if (stack.isEmpty()) return false;
                
                char left = stack.pop();
                if (left == '(' && c != ')') return false;
                if (left == '{' && c != '}') return false;
                if (left == '[' && c != ']') return false;
            }
        }
        return stack.isEmpty();
    }

    // 方法一
    public boolean isValid1(String s) {
        while (s.contains("{}")
                || s.contains("[]")
                || s.contains("()")) {
            s = s.replace("{}", "");
            s = s.replace("()", "");
            s = s.replace("[]", "");
        }
        return s.isEmpty();
    }
}

作业

◼ 括号的分数
https://leetcode-cn.com/problems/score-of-parentheses
◼ 逆波兰表达式求值
https://leetcode-cn.com/problems/evaluate-reverse-polish-notation/
◼ 基本计算器
https://leetcode-cn.com/problems/basic-calculator/comments/